通用航空飞行器参数化建模及气动特性分析

提出一种新的通用航空飞行器布局方案。应用基于二次曲线的模线设计方法,构造通用航空飞行器翼身组合体的布局方案。通过二次曲线的控制点和形状参数实现参数化外形建模,提高了布局方案设计的效率,为进一步的气动特性计算和布局方案设计优化奠定了基础。采用修正的牛顿流理论和一阶平面面元法,对通用航空飞行器进行高超声速气动特性计算,并对其飞行轨迹进行了仿真和优化。计算结果验证了通用航空飞行器布局方案的合理性,显示了参数化外形建模方法在通用航空飞行器布局选择和进一步深入研究中的实用性。     

国外通用航空运行及未来发展趋势

在欧、美国家除公共运输飞机和军用飞机外，其他飞行器均属通用航空范畴。通用航空飞行器作为生产工具可进行航空作业，作为运输工具可进行客、货、邮件的航空运输，其应用主要有：公务飞行、训练飞行、农林业和工业航空作业飞行、通勤飞行、出租飞行、私人飞行以及其他的飞行，概括地说，通用航空由航空作业和通用航空运行两个部分组成。在此，仅就国外的通用航空运行部分及２１世纪发展先进的通用航空运输系统作些粗浅介绍。 一、西方国家的通用航空运行 目前，在欧、美国家普遍采用航空作业运行以外的通用航空运行模式，使用通用航空飞机…     

国外航空航天十件大事

高超声速飞行器技术取得突破 作为美国“全球到达、全球打击”战略的重大支撑,高超声速飞行器技术在2013年取得突破性进展。5月1日．X-51A验证飞行器成功实现了300s的持续飞行．为未来开创新的远程打击手段奠定了基础。11月1日,据美国《航空周刊》披露,洛克希德·马丁公司的SR-72高超声速侦察机项目已攻克了组合循环发动机技术难题,很可能以Ma6的巡航速度为美国空军提供跨代的侦察和打击平台。     

高超声速飞机对材料的要求

高超声速飞行器是航空科技向新的飞行边界进行全新探索的重要领域。它对实现空天一体化产生重大影响,是航空先进国家近年发展的热门领域。材料作为重大关键技术之一,在高超声速飞机发展中起着举足轻重的作用。本文对高超声速飞行器对材料的要求做了简单介绍。     

机翼可以三维改变的变形飞机

随着一些具有突破性的航空技术日趋成熟和军事航空未来发展的需要,美国国防部预研局(DARPA)和国防合同商开始复苏一些过去由于在技术上难以实施而被放弃的“构思新奇”的飞行器研制,如可变外形飞机,超声速斜机翼飞机,超大型的重于空气的浮力一升力混合运输机等,并把它们列为优先开发的项目。在这些项目中,有的已经进入了方案认证和可行性研究阶段,有的则向新的飞行验证机方向发展。除了本文介绍的几个项目外,美国其他可能被复苏的项目还有,波音公司的A160“蜂鸟”远程无人直升机和 X-50“蜻蜓”前翼一旋翼/机翼垂直起降验证机洛克希德·马丁公司的“鸬鹚”潜射和回收多用途无人飞行器和“隼”超声速巡航飞行器,以及沃特公司的“翠鸟”海上无人机等。这些项目的每一个都围绕着一个独立的“奇异”概念,而且其中许多设计已经打破了固定翼飞机、直升机、飞艇、无人机或巡航导弹飞行器的传统概念,出现了兼有多种飞行方式或多种功能的混合飞行器。只要获得可行性和使用性验证,就可以直接转换为一种飞行器的设计。但是它们都还要面临艰巨的技术和使用的挑战,每一个项目还不能保证都能发展成为一种可用的飞行器。     

航空运动

单人直升飞行器在奥什科什飞行大会亮相新西兰航空爱好者格伦·马丁发明的单人直升飞行器,7月29日在美国威斯康星州奥什科什举行的 EAA 飞行大会上公开亮相,进行了飞行表演。这架被称     

变体机翼前缘结构优化设计及力学分析

正变体飞行器是指在飞行过程中根据环境及飞行任务的变化自主改变外形,从而在各种飞行环境下实现最优飞行性能的飞行器。1995年,美国国防部高级研究项目机构(Defence advanced research projects agency,DARPA)启动了智能机翼项目。研究者尝试使用自适应材料驱动系统以实现高性能的变形控制。研制了由形状记忆合金驱动的、无铰链的、轮廓光滑的机翼后缘,风洞实验数据表     

涡轮冲压组合动力装置特点及研究进展

<正>为了兼顾安全性、经济性和作战效能的综合要求,将不同类型的发动机组合在一起工作是保证高超声速飞行器在宽广的飞行包线范围内高效率可靠工作的关键技术。高超声速飞行对动力装置的需求分析高超声速飞行器被誉为是继螺旋桨和喷气式飞机之后世界航空史上的第三次"革命",也是21世纪航空航天领域的技术制高点,开展高超     

基于高度控制的拖靶定高飞行分析

超低空飞行的航空拖靶需要高精度的高度控制,而作为试验和训练的消耗性装备,其低成本设计要求使得航空拖靶不能采用常规飞行器的高度控制方法。针对以拖曳力为飞行动力的航空拖靶,研究其基于非姿态控制的定高飞行的运动特性。定高飞行航空拖靶采用高稳定性的气动布局,并基于准直接力控制的升降舵面进行高度调整操纵。通过建立拖靶的纵向运动数学模型,设计非姿态控制定高飞行控制方法,详细分析拖靶气动特性,并进行定高飞行控制的仿真计算。计算结果给出拖靶的高度控制能力及飞行状态,结果表明拖靶具有一定的高度调整能力,可以实现定高飞行。     

飞行器用透波材料及天线罩技术研究进展

介绍了国内外飞行器用透波材料及天线罩的发展现状及应用需求,分析了在不同飞行马赫数、飞行时间、频带、功能等特殊环境下材料的性能,在此基础上提出了飞行器透波材料及天线罩的发展方向。     

欧美高超声速运输机研究进展

高超声速飞机一直是欧美航空领域的研究热点,目前的进展情况是：欧洲航天局（ESA）的“长期先进推进概念与技术”计划（Lapcat）和波音公司的XB-70运载飞行器都已进入第二阶段研究,NASA正在进行低噪声试验飞行器（LEBV）的飞行测试,波音公司和洛克希德·马丁公司也对2025年左右投入运营的小型超声速运输机开展了大量...     

微型航空器“群”的推进系统

据报道 ,美国研究者提出了一种能协同工作的飞行器“群” (Swarms)的概念。这种微型航空 (天 )器群集可以在脱离有人驾驶系统后来完成任务 ,可以用在空 -空和地 -空导弹上 ,可以根据目标和任务来调整“群”的大小 ,因而适用性较高。推进系统是影响这种微型航空 (天 )器大小的主要因素。对于 90 kg级的飞行器 ,以高亚声速飞行 ,则可采用 2 2 0 N推力的燃气涡轮发动机。这种发动机的性能要比普通航空发动机的性能差 ,随着研制与试验工作的展开与新的工程制造技术的应用 ,将可使这种微型发动机的性能得到提高。报道称 ,更小的发动机已在进行实…     

突破新的边界

50年来，DARPA始终致力于重塑航空，它推出的新概念使飞行器的速度、高度和大小的设计边界不断地被突破。在DARPA创新技术的引领下，高超声速的飞行器，飞行时间长达连续数月甚至数年的飞行器，尺寸已经可以缩小到一只小鸟甚至一只昆虫的大小飞行器，在飞行中能改变外形，像鸟飞行一样的飞行器也将在不久问世。     

航空发动机飞行试验实时监控

<正>飞行试验是飞行器、发动机、机载设备、武器系统等在实际飞行条件下进行的各种试验,以及以飞行器为试验平台所实施的航空航天和其他领域的新概念、新理论、新技术的探索、研究、演示和验证试验,是进行相关学科研究、产品试验验证的重要手段和途径。为提高航空发动机飞行试验的安全性,科研人员在飞行试验数据的基础上,建立起各种发动机实时监控模型,并基于发动机参数的模型预测值与实测值确立监控残差,实现试飞过程的趋势监控。可在发动机出现异常时及时发出警告,并采取相应     

智能可变形飞行器关键技术发展现状及展望

智能可变形飞行器是当前航空航天飞行器研究领域的一个热点,是最有可能带来航空航天技术变革,产生颠覆性影响的领域之一,因此受到国内外的广泛关注。本文首先指出飞行器可变形的需求主要来源于如下几个方面,即:1)未来飞行器的飞行空域、速域不断扩大,固定外形可能无法满足不同飞行工况对飞行器气动和飞行性能的需求;2)单架飞行器实现多个飞行使命和任务,可能需要飞行器在执行不同飞行任务时具有不同的气动外形;3)提升现有飞行器的气动总体性能,要求其在各个飞行阶段,通过调整气动外形,使其始终保持优良的气动和飞行性能。介绍了现代意义上的智能可变形飞行器所包含的"变形"和"智能"两方面的含义,其中"变形"是指不同空间尺度(局部、分布、整体)和时间尺度的连续变形,涵盖的范围很宽。按照变形尺度和实现的功能将其划分为三类,即:局部变形(小变形)、分布式变形(中等尺度变形)、整体式变形(大尺度变形)。按照实现方式将其划分为两类:机械式变形和基于智能材料结构的变形。并指出当前这个领域的所谓"智能"基本都限制在智能材料或结构、智能控制等较为单一的领域,距离理想的智能变形有很大差距。本论文的论述重点放在可变形技术所涉及的基础科学问题和关键技术。第二,从1903年人类第一架依靠柔性变形机翼实现控制的莱特兄弟的带动力飞行器起,到20世纪六七十年代以F14为代表的变后掠翼技术,至近些年来在湾流III飞机上成功实现飞行演示验证的连续变后缘弯度技术,系统地介绍了可变形飞行器的发展历程。第三,分别从可变形飞行器设计所面临的关键技术和可变形飞行器两大基础科学问题及技术瓶颈问题的角度,系统地介绍了可变形飞行器所面临的关键问题和国内外研究进展。从设计的角度看,主要问题在于:智能可变形飞行器需求分析和概念研究,智能可变形飞行器总体和分系统设计技术。从基础科学问题和瓶颈技术的角度看,主要问题在于两个方面,即:可变形飞行器气动、飞行力学和飞行控制,变形结构、驱动与变形控制。第四,针对智能可变形飞行器的内涵、可变形的技术指标、变形材料与结构以及效费分析等几个方面进行了有益的探讨。最后对智能可变形飞行器技术的未来发展进行了展望,指出智能可变形飞行器技术是螺旋式发展的,一方面需要开展广泛系统的基础理论和关键技术探索研究,从基础做起;另一方面需要从工程化的角度梳理可变形飞行器一类或几类较为明确的背景需求,以牵引该领域的有序快速发展。     

大型复杂结构的快速纤维铺放

减轻航空飞行器的重量对于提高燃油效率、降低成本,以及长距离飞行和增加载重都非常重要。这方面的创新可由碳纤维的高比强度来实现,而对于高生产率的需求则需要使用极其复杂的机器来实现。     

中国人对世界航空事业的伟大贡献

前两部分介绍了我国古代在航空上的许多创造发明和飞行创举,给今天的航空和航天事业建立了不朽的功勋.不少项目早为世界所公认,例如,美国航空航天博物馆陈列的世界最早飞行器就是中国的风筝和火箭;叙利亚军史学家哈桑·雷曼在其著作中称宋朝的飞火箭为“中国箭”,Willy ley著作《火箭与空间旅行》中称飞火箭是“近代火箭的鼻祖”;明朝万户的火箭车飞行试验在各国著作中广为流传,月球的火山口就有一个是以万户的名字来命名的;竹蜻蜓在国外叫“中国陀螺”,也是被公认的世界最早直升机模型.但是还有更多的发     

众多临近空间飞行器的最优轨迹规划

针对众多临近空间飞行器在复杂飞行环境的最优轨迹规划问题,采用改进的动态规划法和基于共轭梯度法的多点边值组合算法求解了多目标优化问题,得到了全部飞行器的最优飞行轨迹.仿真结果表明,该算法能够在考虑多种环境条件约束和飞行器自身条件约束的情况下,快速规划出众多飞行器的最优飞行轨迹,具有一定的学术价值和工程应用价值.     

小推力登月飞行器轨道初步研究

进行了基于二体模型和平面三体 登月飞行器轨道控制方法的初步研究。首先研究了在二体模型下,基于逃逸条件和“远地点可达”条件下不同推力作用下的飞行器运动仿真。接着将“远地点可达”要领应用于平面三体模型下的向月飞行的轨道研究;完成了从近地低轨道到月球影响球附近的轨道飞行控制方法的研究。仿真结果证明了使用“远地点可达”概念完成地球逃逸段发动机推力终点选择的可行性。     

基于STK的空天飞行器全程航迹模拟仿真研究

准确模拟空天飞行器的飞行航迹,是验证空天飞行器导航算法正确性、研究导航系统性能的重要前提和基础.为对空天飞行器的全程飞行航迹进行模拟仿真,提出了利用动力学软件设计出高可信度、高精度动态飞行航迹的方法.针对空天飞行器发射段、在轨段、灵活变轨段、高速再入段4个不同飞行阶段,分别使用了STK软件中的运载火箭、卫星以及飞机模型,并结合空天飞行器不同阶段的运动特性设置了模型的相关参数,实现了空天飞行器的全程分段航迹模拟.利用获得的STK数据报告对空天飞行器进行了惯性导航系统仿真,仿真验证结果表明,STK设计的航迹能有效满足导航系统的仿真要求.